本書面向研究生、高年級(jí)本科生和從事相關(guān)研究的科技工作者與工程師,對(duì)磁學(xué)及其應(yīng)用提供了一個(gè)全面的介紹。
本書分為五個(gè)部分:首先是對(duì)這一領(lǐng)域簡(jiǎn)短的概述;接下來用八章內(nèi)容討論磁相關(guān)的基本概念和原理;緊接著的兩章分別討論了磁相關(guān)的實(shí)驗(yàn)方法和磁性材料;最后用四章的篇幅介紹了磁相關(guān)的應(yīng)用。其中第二部分要求讀者具備基本的電磁學(xué)和量子力學(xué)知識(shí)。本書在每一章末都配備了簡(jiǎn)短的參考文獻(xiàn)和一些練習(xí)題。為避免混淆和方便磁相關(guān)計(jì)算,全書均采用國際單位制。對(duì)于仍在廣泛使用的CGS單位制,書后給出了詳細(xì)的國際單位制換算對(duì)照表。注意到磁學(xué)相關(guān)研究不僅僅是智力和實(shí)踐活動(dòng),還具有社會(huì)和經(jīng)濟(jì)層面的意義,本書還力圖將對(duì)磁學(xué)的研究置于全球視野下加以論述。
- 本書的英文版(劍橋大學(xué)出版社,2010年)是一本權(quán)威的國際經(jīng)典教材,對(duì)磁學(xué)和磁性材料應(yīng)用及其發(fā)展歷程進(jìn)行了全面的論述與介紹,兼容定性描述和定量分析,并對(duì)磁學(xué)相關(guān)概念、現(xiàn)象、材料、器件及應(yīng)用,給出其數(shù)值大小和提供實(shí)用的具體數(shù)據(jù)及其實(shí)施案例,可供讀者快速了解并掌握磁學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)及應(yīng)用方式和方法。
- 該中譯本是在其英語首版的最新印次基礎(chǔ)上經(jīng)增補(bǔ)部分內(nèi)容而形成的。
(3)作者J. M. D. 柯艾教授是凝聚態(tài)物理和磁學(xué)領(lǐng)域的國際知名專家,愛爾蘭皇家科學(xué)院院士,英國皇家科學(xué)院院士,美國科學(xué)院外籍院士和歐洲科學(xué)院院士。他長期從事磁學(xué)和磁性材料及自旋電子學(xué)研究,在Nature,Science等重要國際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表SCI論文800余篇,論文總引用量超過60000次,H因子達(dá)110。
(4)本書各章的譯者不僅是磁學(xué)和自旋電子學(xué)前沿研究領(lǐng)域的優(yōu)秀青年學(xué)者,還非常熟悉和了解柯艾教授實(shí)驗(yàn)室的系列研究進(jìn)展,特別是部分譯者還被先后派往柯艾教授實(shí)驗(yàn)室從事過合作研究工作,共同取得了豐碩的合作研究成果。
J.M. D.柯艾,國際知名凝聚態(tài)物理和磁學(xué)專家,愛爾蘭皇家科學(xué)院院士,英國皇家科學(xué)院院士,美國科學(xué)院外籍院士,歐洲科學(xué)院院士。從事磁學(xué)和磁性材料以及自旋電子學(xué)研究,在Nature,Science等學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI論文800余篇,論文總引用量超過60000次,H因子達(dá)110。其中被引用超過千次的論文有10篇,被引用超過百次的論文有100余篇。曾任愛爾蘭皇家學(xué)會(huì)副主席,撰寫和出版了6部磁學(xué)和自旋電子學(xué)方面的專著。榮獲27個(gè)各類國際榮譽(yù)稱號(hào)和獎(jiǎng)項(xiàng),包括愛爾蘭皇家科學(xué)院金獎(jiǎng)(2005),德國洪堡學(xué)會(huì)洪堡獎(jiǎng)(2013),中國科學(xué)院愛因斯坦講席教授(2010),馬克斯玻恩獎(jiǎng)(2019),北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)國際合作中關(guān)村獎(jiǎng)(2020),中國科學(xué)院國際科技合作獎(jiǎng)(2022)等。
韓秀峰,現(xiàn)任中國科學(xué)院物理研究所研究員、博士生導(dǎo)師。2007年獲國家自然科學(xué)基金委員會(huì)創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目資助,并入選國家級(jí)人才工程項(xiàng)目。主要從事自旋電子學(xué)、磁子學(xué)和磁學(xué)研究,發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文500余篇,獲中國發(fā)明和國際專利授權(quán)110余項(xiàng),進(jìn)行國際學(xué)術(shù)會(huì)議邀請(qǐng)報(bào)告70余次,主編《自旋電子學(xué)導(dǎo)論》一書。已發(fā)現(xiàn)、提出或?qū)嶒?yàn)觀測(cè)到10種新奇自旋量子效應(yīng),研制出10余種新型自旋電子學(xué)和磁子學(xué)原型器件。獲北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)(2013),亞洲磁學(xué)聯(lián)盟獎(jiǎng)(2018)。
姬揚(yáng),現(xiàn)任中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員、博士生導(dǎo)師。分別于1992年和1995年在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲得理學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位,1998年在中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所獲得理學(xué)博士學(xué)位。自2002年起,在中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所半導(dǎo)體超晶格國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室工作,從事半導(dǎo)體自旋物理學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)研究。在Nature,Science,Physics Review Letters等學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI論文80余篇,出版多本譯著,包括《激光光譜學(xué)》《半導(dǎo)體物理學(xué)》和《磁學(xué):從基礎(chǔ)知識(shí)到納米尺度超快動(dòng)力學(xué)》等。
余天,現(xiàn)任四川大學(xué)物理學(xué)院副教授,主要從事磁性材料與物理研究。承擔(dān)科研項(xiàng)目10余項(xiàng),發(fā)表科研論文30余篇,獲得中國發(fā)明專利6項(xiàng)。2012年博士畢業(yè)于中國科學(xué)院物理研究所,后赴日本東北大學(xué)做產(chǎn)學(xué)官連攜特別研究員。2014年進(jìn)入四川大學(xué)物理學(xué)院。20192021年在美國加州大學(xué)洛杉磯分校電子工程系做訪問學(xué)者,從事拓?fù)浯判圆牧霞捌骷芯。獲得全國高等學(xué)校物理基礎(chǔ)課程青年教師講課比賽決賽二等獎(jiǎng),四川大學(xué)好未來教學(xué)名師獎(jiǎng)等10余項(xiàng)教學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)。
譯者序
中文版序
前言
本書涉及的數(shù)值表清單
致謝
第1章導(dǎo)論
1.1磁學(xué)簡(jiǎn)史
1.2磁性和磁滯
1.3磁的應(yīng)用
1.4磁學(xué),精妙的科學(xué)
第2章靜磁學(xué)
2.1磁偶極矩
2.2磁場(chǎng)
2.3麥克斯韋方程組
2.4磁場(chǎng)的計(jì)算
2.5靜磁能和靜磁力
第3章電子磁性
3.1軌道磁矩和自旋磁矩
3.2磁場(chǎng)的效應(yīng)
3.3電子磁性的理論
3.4固體中的電子磁性
第4章原子中局域電子的磁性
4.1氫原子和角動(dòng)量
4.2多電子原子
4.3順磁性
4.4固體中的離子;晶體場(chǎng)相互作用
第5章鐵磁性和交換
5.1平均場(chǎng)理論
5.2交換相互作用
5.3能帶磁性
5.4集體激發(fā)
5.5各向異性
5.6鐵磁現(xiàn)象
第6章反鐵磁及其他磁序
6.1反鐵磁性的分子場(chǎng)理論
6.2亞鐵磁體
6.3阻挫
6.4無定形磁體
6.5自旋玻璃
6.6磁性模型
第7章微磁學(xué)、磁疇和磁滯
7.1微磁能
7.2磁疇理論
7.3翻轉(zhuǎn)、釘扎和成核
第8章納米磁性
8.1特征長度
8.2薄膜
8.3薄膜異質(zhì)結(jié)構(gòu)
8.4納米線和納米針
8.5小顆粒
8.6塊體納米結(jié)構(gòu)
第9章磁共振
9.1電子順磁共振
9.2鐵磁共振
9.3原子核磁共振
9.4其他方法
第10章實(shí)驗(yàn)方法
10.1材料的生長
10.2磁場(chǎng)
10.3原子尺度的磁性質(zhì)
10.4磁疇測(cè)量
10.5測(cè)量體磁化強(qiáng)度
10.6激發(fā)
10.7數(shù)值方法
第11章磁性材料
11.1介紹
11.2鐵類金屬和合金
11.3稀土金屬和金屬間化合物
11.4間隙化合物
11.5具有鐵磁性相互作用的氧化物
11.6具有反鐵磁性相互作用的氧化物
11.7其他材料
第12章軟磁鐵的應(yīng)用
12.1損耗
12.2軟磁材料
12.3靜態(tài)應(yīng)用
12.4低頻應(yīng)用
12.5高頻應(yīng)用
第13章硬磁材料的應(yīng)用
13.1磁路
13.2永磁材料
13.3靜態(tài)應(yīng)用
13.4機(jī)械反沖的動(dòng)態(tài)應(yīng)用
13.5有源反沖的動(dòng)態(tài)應(yīng)用
13.6磁性微系統(tǒng)
第14章自旋電子學(xué)和磁記錄
14.1自旋極化電流
14.2自旋電子學(xué)材料
14.3磁敏傳感器
14.4磁性存儲(chǔ)器
14.5其他器件應(yīng)用
14.6磁記錄
第15章專題
15.1磁性液體
15.2磁電化學(xué)
15.3磁懸浮
15.4生物學(xué)與醫(yī)學(xué)中的磁學(xué)
15.5行星和宇宙的磁學(xué)
附錄
附錄A符號(hào)表示
附錄B單位和量綱
附錄C矢量和三角關(guān)系
附錄D旋轉(zhuǎn)橢球體的退磁因子
附錄E磁場(chǎng)、磁化強(qiáng)度和磁化率
附錄F量子力學(xué)算符
附錄G鐵磁體的約化磁化強(qiáng)度
附錄H晶體場(chǎng)和各向異性
附錄I磁點(diǎn)群
附錄J磁性元素周期表
附錄KSI-CGS單位制的換算關(guān)系
附錄L物理常量和單位換算
索引